механическая передача (зубчатая, фрикционная, винтовая), в которой вращение передаётся и преобразуется циклическим возбуждением волн деформации в так называемом гибком элементе (отсюда название "волновая"). Изобретатель В. п. - американский инженер У. Массер (1959).

Наиболее распространена зубчатая В. п. (рис. 1), которая обычно состоит из жёсткого элемента - зубчатого колеса с внутренними зубьями, неподвижно закреплённого в корпусе передачи; гибкого элемента - цилиндрической тонкостенной шестерни, выполненной в виде стакана с наружными зубьями, число которых несколько меньше числа зубьев жёсткого колеса (стакан закреплён на выходном валу и расположен внутри жёсткого колеса); генератора волн деформации (волнообразователя) - овального кулачка с надетым на него шарикоподшипником. Генератор вставлен соосно в гибкое колесо и при вращении растягивает его. Число волн деформации равно числу выступов кулачка. В вершинах волн зубья гибкого колеса полностью входят в зацепление с зубьями жёсткого, а во впадинах волн полностью из него выходят. При вращении генератора с той же угловой скоростью движутся волны деформации, т. е. в гибком колесе возбуждаются бегущие волны, в вершинах которых происходит зацепление. Разница чисел зубьев жёсткого и гибкого колёс обычно равна (реже кратна) числу волн деформации. В зависимости от числа волн В. п. называются одно-, двух- или трёхволновыми. Если, например, число зубьев гибкого колеса равно Z_г = 200, жёсткого колеса - Z_ж = 202, передача двухволновая (рис. 2), генератор волн выполнен в виде водила с двумя роликами, то при вращении генератора по часовой стрелке первый зуб гибкого колеса будет входить в первую впадину жёсткого, второй во вторую и т.д. до двухсотого зуба и двухсотой впадины. При дальнейшем вращении генератора первый зуб гибкого колеса войдёт в двести первую впадину, второй - в двести вторую, а третий - в первую впадину жёсткого колеса (рис. 2, г). Таким образом, за один полный оборот генератора волн гибкое колесо сместится относительно жёсткого на 2 зуба или на угол

(рис. 2, в) в противоположном направлении, т. е. передаточное число

В общем случае передаточное число В. п. с вращающимся гибким колесом равно

Применяются также зубчатые В. п. с закреплённым гибким и вращающимся жёстким колёсами. В этом случае

направления вращения генератора и выходного вала совпадают. Одна из главных особенностей В. п. - возможность получения высокого передаточного числа в одной ступени. Серийно выпускаемые (1970) в США волновые редукторы имеют передаточные числа от 60 до 320. Вследствие малой разности диаметров гибкого и жёсткого колёс и гибкости одного из элементов в зацеплении участвует одновременно от 10 до 50\% всех зубьев, т. е. имеет место многопарность зацепления, что позволяет применять колёса с мелким модулем зацепления. В. п. могут передавать крутящий момент в несколько раз больший, чем другие зубчатые передачи с теми же габаритами и массой, и значительно компактнее зубчатых передач других видов с той же нагрузочной способностью. Кпд зубчатых В. п. обычно составляет 80-92\%. В. п. отличается мягкостью, безударностью, повышенной кинематической точностью, позволяет создавать безлюфтовые зацепления. В. п. может работать как замедляющая (Редуктор) и как ускоряющая (Мультипликатор) передача. Гибкие колёса В. п. обычно изготовляют из металла с высоким пределом выносливости или из различных пластмасс, получаемых литьём под давлением. Существуют конструкции зубчатых В. п. с наружным расположением генератора волн; жёсткое колесо в этом случае расположено внутри гибкого колеса (рис. 3). Гибкие колёса В. п. выполняются в виде мембраны, конуса, сферы, колокола, узкого кольца или трубы, соединённых с выходным валом шлицами. В. п. могут иметь также пневматическое и гидравлическое возбуждение волн (рис. 4), при котором роль кулачка выполняют радиально расположенные плунжеры, давление на которые подаётся через распределительное устройство. Этот тип В. п. малоинерционный, так как отсутствует быстровращающийся генератор. С помощью В. п. можно передавать вращение через глухую металлическую стенку в замкнутое, герметично изолированное пространство или из него. Гибкое колесо герметичной В. п. (рис. 5) имеет обычно форму колокола с двумя донышками, одно из которых закрепляется на корпусе передачи. Внутри колокола располагается генератор волн, а снаружи - жёсткое колесо, закреплённое на выходном валу. Возможна также конструкция герметичной В. п. с внутренним расположением жёсткого колеса и наружным расположением генератора. Особое место среди зубчатых В. п. занимает так называемый Респонсин. Прообразом этого устройства является изобретённый советским инженером А. И. Москвитиным тихоходный электродвигатель с гибким ротором для безредукторного привода (1944). В респонсине нет быстровращающихся деталей, поэтому он не имеет себе равных по быстродействию среди всех известных силовых приводов, применяется в следящих системах и т.п. механизмах.

Фрикционная В. п. имеет гладкие контактирующие поверхности гибкого и жёсткого элементов. Передаточное число фрикционных В. п. Равно

где Р_г и Р_ж - периметры контактирующих поверхностей гибкого и жёсткого элементов. Фрикционные В. п. используются в качестве Вариаторов (рис. 6).

В винтовой В. п. гибким элементом может служить полый винт (рис. 7) или тонкостенная гайка. Генератор волн располагается соответственно внутри или снаружи гибкого элемента. В зависимости от соотношения параметров резьб винта и гайки вращение генератора в винтовых В. п. преобразуется в поступательное или в винтовое движение выходного органа передачи. Винтовые В. п. применяются главным образом для передачи движения в герметизированное пространство и для очень медленных перемещении.

Иногда к В. п. относят также волновые муфты, передающие вращение через цилиндрическую оболочку в герметизированное пространство, имеющие передаточное отношение 1.

В. п. применяются в различных отраслях техники: в приводах грузоподъёмных машин, конвейеров, различных станков, в авиационной и космической технике, в точных приборах, исполнительных механизмах систем с дистанционным и автоматическим управлением, в приводах остронаправленных радарных антенн систем наблюдения за космическими объектами и т.п. Герметические В. п. передают вращение в герметизированные полости с химической агрессивной и радиоактивной средой, в полости с высоким давлением и глубоким вакуумом, а также являются приводами герметических вентилей. Например, в американской космической ракете "Кентавр" (60-е гг. 20 в.) герметическая В. п. использована в механизме вентиля системы жидкого кислорода, что исключило утечку кислорода и повысило взрыво- и пожаробезопасность.

Лит.: Цейтлин Н. И., Цукерман Э. М., Волновые передачи, "Вопросы ракетной техники", 1965, № 8; "Экспресс - информация. Серия детали машин", 1968, №11; Гинзбург Е. Г., Волновые зубчатые передачи, М., 1969.

Ю. Б. Синкевич.

Рис. 1. Зубчатая волновая передача (редуктор): 1 - жёсткое колесо; 2 - гибкое колесо; 3 - генератор волн.

Рис. 2. Схема работы зубчатой волновой передачи: а - исходное положение генератора; б - генератор повернут на 90°; в - генератор повернут на 360°; г - зона зацепления; 1 - жесткое колесо; 2 - гибкое колесо; 3 - генератор волн.

Рис. 3. Зубчатая волновая передача с наружным расположением генератора: 1 - жёсткое колесо; 2 - гибкое колесо; 3 - генератор.

Рис. 4. Зубчатая волновая передача с гидравлическим генератором: 1 - жёсткое колесо; 2 - гибкое колесо; 3 - генератор.

Рис. 5. Герметичная зубчатая волновая передача: 1 - жёсткое колесо; 2 - гибкое колесо; 3 - генератор волн.

Рис. 6. Фрикционный волновой вариатор: 1 - жесткий элемент; 2 - эластичный гибкий элемент; 3 - генератор волн; 4 - дополнительные ролики генератора.

Рис. 7. Винтовая волновая передача: 1 - гибкий элемент (полый винт); 2 - жесткий элемент (гайка); 3 - генератор волн.

особый вид винтовой зубчатой передачи, осуществляемой коническими колёсами со скрещивающимися осями. В Г. п. ось малого зубчатого колеса (шестерни) смещена относительно оси большого зубчатого колеса. При передаточном числе (См. Передаточное число) i =1-2,5 смещение Е ≤ (0,33-0,23) D_k, где D_k - диаметр колеса (рис.), при i > 2,5 смещение E ≤ 0,20 D_k. Колёса Г. п. могут иметь косые, или криволинейные, зубья; угол скрещивания осей обычно равен 90°. Передаточное число большинства Г. п. не превышает 10, однако в некоторых случаях достигает 30 и более. Нагрузочная способность Г. п. по сравнению с др. передачами со скрещивающимися осями выше благодаря линейному контакту зубьев и увеличению числа пар зубьев, находящихся в зацеплении. В Г. п. обеспечивается хорошее притирание сопряжённых поверхностей; этим объясняется плавная и бесшумная работа передачи. При тех же D_k и i шестерня Г. п. имеет больший размер, чем обычная коническая; это позволяет увеличить диаметр вала шестерни и т. о. сделать его более жёстким, применить подшипники большего размера, т. е. повысить их долговечность.

Недостатком Г. п. является повышенная опасность заедания, обусловленная скольжением вдоль линий контакта зубьев. Это явление сопровождается снижением несущей способности масляного клина. Опасность заедания устраняется применением противозадирной смазки (гипоидного масла) и термической обработкой зубьев, обеспечивающей высокую твёрдость их поверхности.

Г. п. применяют в приводах ведущих колёс автомобилей и тракторов, в тепловозах, в текстильных машинах для передачи вращения от одного вала многим десяткам веретён, в станках для обеспечения высокой точности при большом передаточном числе, в прецизионных станках вместо червячных передач.

Лит.: Проектирование зубчатых, конических и гипоидных передач, пер. с англ., М., 1963; Решетов Д. Н., Детали машин, 2 изд., М., 1964.

А. А. Пархоменко.

Гипоидная передача.